咔唑C2位直接C-H硼化的9H-咔唑-2-硼酸频哪醇酯的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种咔唑C2位直接C

【技术实现步骤摘要】
咔唑C2位直接C
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H硼化的9H
‑
咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的合成方法


[0001]本专利技术是属于咔唑类衍生物的有机合成
，特别是关于一种咔唑C2位直接C
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H硼化的9H
‑
咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的合成方法。

技术介绍

[0002]咔唑类衍生物具有大π共轭电子体系、强分子内电子转移特性、强空穴传输能力等突出性质，在医药、染料、农药和有机光电材料等领域广泛应用。咔唑硼酸(酯)是一类具有高稳定性、低毒性的咔唑的硼化衍生物，在活性天然产物、药物和有机材料科学中的构建中起着关键作用。9H
‑
咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯作为一类重要的咔唑C2位硼酸(酯)衍生物，可通过Suzuki偶联反应等快速构建具有更大共轭体系的咔唑衍生物中间体。因此，研究9H
‑
咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯合成对于OLED等产业的发展具有重要的意义。
[0003]咔唑上不同位置取代的硼化物通过不同的方法制备获得。目前，咔唑C1、C2、C3、C4位硼化的咔唑类衍生物已被广泛报道，主要通过咔唑类溴代衍生物经Miyaura硼酸酯化反应合成制备。根据文献报道，合成9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯主要有以下几种路线。
[0004]路线一：国际专利申请号PCT/KR2010/002735，申请公开日为2010年11月18日的专利申请文件公开了一种9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的制备方法。该专利以2
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溴咔唑、联硼酸频那醇酯为原料，在钯催化下经Miyaura硼酸酯化反应制备得到9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯，收率为37％，反应方程式为：
[0005][0006]路线二：美国专利申请号US15168942，申请公开日为2016年12月8日的专利申请文件公开了一种9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的制备方法。该专利以2
‑
碘咔唑、联硼酸频那醇酯为原料，在钯催化下经Miyaura硼酸酯化反应制备得到9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯，收率为87％，反应方程式为：
[0007][0008]以上合成路线中，路线一和路线二分别使用2
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溴咔唑和2
‑
碘咔唑为原料，需要咔唑预修饰的卤代咔唑，增加了路线成本和反应成本；使用二甲基亚砜或N,N
‑
二甲基甲酰胺作为反应溶剂，味道大，不易后处理，后期纯化难度大，增加了生成成本，环保挑战大。另外，作为反应底物2
‑
溴咔唑或2
‑
碘咔唑不是由咔唑直接溴代或碘代得到，需要多步反应得到，同时反应会生成含溴或碘盐等副产物，与咔唑直接C2位硼化反应生成H2O相比，存在原子利用率低，步骤冗长，总反应收率低的技术问题。因此，发展一类经济绿色、原子利用率高的合
成9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的方法，以满足日益增长的产品需求。
[0009]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种咔唑C2位直接C
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H硼化的9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的合成方法，其能够解决现有技术存在的生产步骤复杂、原子利用率低、生产成本高、后期纯化难度高的技术问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供了一种咔唑C2位直接C
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H硼化的9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的合成方法，该合成方法步骤包括：将咔唑、三氟乙酸乙酯、联硼酸频那醇酯在催化剂、配体和碱的作用下经C
‑
H硼化反应，一锅法一步合成9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯，反应方程式为：
[0012][0013]其中，三氟乙酸乙酯的作用是在未发生硼化反应前对咔唑的N
‑
H进行保护，降低了咔唑C1位的反应活性，增强了邻位硼化的位阻，提高咔唑C2位的硼化选择性，即保护N
‑
H键从而间位导向合成9H
‑
咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯。
[0014]在本专利技术的一实施方式中，上述催化剂为铱盐催化剂。
[0015]在本专利技术的一实施方式中，上述铱催化剂为[Ir(OMe)(COD)]2和/或[Ir(COD)Cl]2。
[0016]在本专利技术的一实施方式中，上述配体为如下结构式所示的邻菲罗啉类配体：
[0017][0018]其中，R选自H、CF3、
t
Bu中任意一种；X选自SO3‑
Bu4N
+
、POPh2、SOPh、CONEt2中任意一种。
[0019]邻菲罗啉的R基团由H变为CF3或tBu后，引入一个或多个含碳原子基团，该R基与相邻芳环的碳原子形成的键角发生变化，可由共面变成垂直或其他非共面角度，改变了邻菲罗啉类配体的电负性，限制了R基的自由旋转，减小了邻菲罗啉类配体与铱催化剂形成中间体后的旋转角度，增强中间体稳定性；同理，邻菲罗啉中X基团由H原子变为其他含芳环或杂原子的取代基，改变了邻菲罗啉母体芳环与取代基的空间角度，限制了取代基的自由旋转，从而增强邻菲罗啉类配体的空间位阻，利于该类配体与铱催化剂和咔唑形成具有间位选择性的中间体，因而增强反应的选择性。
[0020]在本专利技术的一实施方式中，上述X为SO3‑
Bu4N
+
。
[0021]在本专利技术的一实施方式中，上述碱选自如下任意一种哌啶类衍生物：
[0022][0023]在本专利技术的一实施方式中，上述溶剂选自环戊基甲醚、四氢呋喃、正己烷/四氢呋喃、甲基叔丁基醚中的任意一种或多种。
[0024]在本专利技术的一实施方式中，上述咔唑与三氟乙酸乙酯摩尔比为1:(2～4)；上述咔唑与联硼酸频那醇酯摩尔比为1:(0.5～1.5)；上述咔唑与催化剂摩尔比为1:(0.25％～1.0％)；上述咔唑与配体摩尔比为1:(0.25％～1.0％)；上述咔唑与碱摩尔比为1:(0.5～1.0)。
[0025]在本专利技术的一实施方式中，上述硼酸酯化反应条件是：在30～80℃的温度条件下，保温搅拌12～24h。
[0026]在本专利技术的一实施方式中，上述硼酸酯化反应合成的9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯进一步经萃取、脱溶、结晶，得到9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯纯品。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种咔唑C2位直接C
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H硼化的9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯的合成方法，其特征在于，所述合成方法步骤包括：将咔唑、三氟乙酸乙酯、联硼酸频那醇酯在催化剂、配体和碱的作用下经C
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H硼化反应，一锅法一步合成9H
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咔唑
‑2‑
硼酸频哪醇酯，反应方程式为：2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述催化剂为铱盐催化剂。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述铱催化剂为[Ir(OMe)(COD)]2和/或[Ir(COD)Cl]2。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述配体为如下结构式所示的邻菲罗啉类配体：其中，R选自H、CF3、tBu中任意一种；X选自SO3
‑
Bu4N+、POPh2、SOPh、CONEt2中任意一种。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述X为SO3‑
Bu4N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨修光，裴晓东，骆艳华，朱叶峰，吴忠凯，张玲，张倩倩，
申请(专利权)人：中钢集团南京新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：